第七章 车桥

第7章车桥

本章教学目标：

了解和掌握汽车转向桥结构及特点，掌握转向轮定位参数，转向驱动桥结构及特点；车轮的结构组成；轮胎的种类及型号。

本章主要内容：

1. 车桥的结构类型及特点

2. 转向轮定位参数

教学重点：转向轮定位参数；转向驱动桥结构及特点。

教学难点：转向驱动桥结构及特点。

教学方法及手段：多媒体

教学学时：

思考题：

1．转向轮定位参数有哪些?各起什么作用，为什么有些轿车的主销后倾角为负值？2．转向驱动桥在结构上有哪些特点?其转向和驱动两个功用主要由哪些零部件实现?

3.四种转向轮定位方式哪种与汽车车速有关?有什么样的关系？

7.1 车桥概述

一、车桥

1、车桥功用和类型

1）车桥功用

汽车车桥（又称车轴）通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，其两端安装车轮。

作用：传递车架（或承载式车身）与车轮之间的各种作用力及其力矩。

2）车桥类型

根据悬架的结构型式，车桥可分为断开式和整体式两种。断开式车桥为活动关节式结构，它与独立悬架配合使用；整体式车桥的中部是刚性实心或空心梁。它多配用非独立悬架。

按车轮的不同运动方式，车桥又可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支承桥四种类型。

其中，转向桥和支承桥均属于从动桥。一般汽车的前桥多为转向桥，而后桥或中、后两桥多为驱动桥；越野汽车或大部分轿车的前桥既是转向桥也是驱动桥，故称为转向驱动桥；有些单桥驱动的三轴汽车（6×2）的中桥（或后桥）是驱动桥，则后桥（或中桥）都是支承桥。

7.1 转向桥

1、转向桥

1）功用

利用转向节的摆动使车轮偏转一定的

角度以实现汽车的转向；承受车轮与车架

之间的垂直载荷,纵向的道路阻力,制动力

和侧向力以及这些力所形成的力矩。

2）关键指标

由于路况复杂，车桥需要有一定的刚

度和强度。

转向轮具有正确的定位角和合适的转向角。

尽量减少转向轮质量和传向传动件的摩擦阻力

3）组成：前轴、转向节、主销和轮毂等。

前轴：其断面一般是工字形，为提高抗扭强度，在接近两端各有一个加粗部分成拳形，其中有通孔，主销即插入此孔内，中部向下弯曲成凹形，其目的是使发动机位置得以降低，从而降低汽车质心；扩展驾驶员视野；减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。

转向节：是车轮转向的铰链，它是一个叉形件。上下两叉有安装主销的两个同轴孔，转向节轴颈用来安装车轮。转向节上销孔的两耳通过主销与前轴两端的拳形部分相连，使前轮可绕主销偏转一定角度而使汽车转向。

主销：作用是铰接前轴及转向节，使转向节绕着主销摆动以实现车轮的转向。主销的中部切有凹槽，安装时用主销固定螺栓与它上面的凹槽配合，将主销固定在前轴的拳形孔中。主销与转向节上的销孔是动配合，以便实现转向

轮毂：车轮轮毂通过两个圆锥滚子轴承支承在转向节外端的轴颈上。轴承的松紧度可用调整螺母(装于轴承外端)加以调整。

7.2 转向驱动桥

1. 功能：具有转向和驱动两种

功能。既具有一般驱动桥的基

本部件，还具有转向桥特有的

主销等。

2. 转向驱动桥的结构组成

既具有一般驱动桥所具有

的主减速器、差速器及半轴；

也具有一般转向桥所具有的转

向节壳体、主销和轮毂等。

它与单独的驱动桥、转向桥相比，其不同之处是，由于转向所需要半轴被分为两段，分别叫内半轴(与差速器相连接)和外半轴(与轮毂连接)，二者用等角速万向节连接起来。同时，主销也因此分成上下两段，分别固定在万向节的球形支座上。转向节轴颈做成空心，以便外半轴从中穿过。转向节的连接叉是球状转向节壳体，既满足了转向的需要，又适应了转向节的传力。转向驱动桥广泛地应用到全轮驱动的越野汽车上

3. 转向驱动桥的工作过程

驱动：桥的中部装有主减速器和差速器。内半轴和外半轴通过等角速万向节连接在一起，外半轴的端部制有花健，它和半轴凸缘相啮合。当前桥驱动时，转矩由主减速器、差速器传给内半轴、万向节、外半轴和半轴凸缘，最后传递到轮毂，驱使车轮旋转。

转向：转向节由转向节轴颈和转向节外壳用螺栓连接成整体。转向节轴颈上装有两个轮毂轴承，以支承轮毂；转向节轴颈内孔壁内压装有衬套，以支承外半轴。在转向节外壳的上下两端分别装有上下两段主销的加粗部分，并用止动销止动，在转向节外壳上端装有转向节臂，在转向节外壳下端装有下盖。润滑脂由上、下油嘴注入后，分别进入主销中心油道，再从两个侧孔出来进入主销与衬套之间，实现润滑。

汽车转向时，转向直拉杆拉动转向节臂带动转向节绕主销摆动，这时转向轮即可随之偏转，从而实现汽车的转向。

4. 支持桥

支持桥属于从动桥。

单桥驱动的三轴汽车，后桥设计成支持桥

挂车上的车桥也是支持桥

发动机前置前驱动轿车的后桥也属于支持桥

7.3 转向车轮定位

功用：使汽车转向轻便、行驶平稳、减少机件磨损。

转向轮定位（前轮定位）指转向轮、转向节和前轴三者之间与车架必须保持一定的相对安装位置

前轮定位包括：主销后倾、主销内倾、前轮外倾及前轮前束

（1）主销后倾

1）定义：主销装于前轴，上端向后倾斜倾。

2）主销后倾的作用

在汽车纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角r叫主销后倾角。

主销后倾：

装在前轴上的主销，上端向后倾斜的现象。

使转弯后的车轮自动回正，保持汽车直线行驶稳定性。

γ< 3°。

主销后倾后，形成了绕主销的稳定力矩M＝FL，其作

用方向正好与车轮偏转方向相反，使车轮有恢复到原来中

间位置的趋势。即使在汽车直线行驶偶尔遇到阻力使车轮

偏转时，也有此种作用。

由此可见，主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳

定性，并力图使转弯后的轮自动回正。

后倾角愈大，车速愈高，前轮的稳定性愈强，但后倾角过大会造成转向盘沉重，—般采用r<3°。有些轿车和客车的轮胎气压较低，弹性较大，行驶时由于轮胎与地面的接触面中心向后移动，引起稳定力矩增加，故后倾角可以减小到接近于零，甚至为负值(即主销前倾)。

3）主销后倾产生方法:

前轴、钢板弹簧和车架三者装配在一起时，由于钢板前高后低，使前轴向后倾斜而形成。

在钢板后部加装鍥形垫片而形成后倾。

（2）主销内倾

1）定义：

主销安装到前轴上后，其上端略向内倾斜，称为主销内倾。

在汽车横向垂面内，主销轴线与垂线之间的夹角叫主销内倾

角。

2）主销内倾的作用：

使车轮转向后能自动回正，且转向操纵轻便。

一般内倾角β在5°—8°之间。

主销内倾角是制造前轴时使主销孔轴线的上端向内倾斜而

获得的。在非独立悬架的转向桥上，主销内倾角是不能单独调整

的。

3）主销后倾和主销内倾的作用关系

主销后倾和内倾都有使汽车转向后自动回正、保持汽车直线

行驶的作用

主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用与车速无关。

高速时后倾的回正作用大，而低速时主要靠内倾的回正作用。